ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Одной из острых экологических проблем настоящего времени является загрязнение атмосферного воздуха. В больших городах к числу основных источников загрязнения атмосферного воздуха относится автотранспорт. Отходящие газы двигателей содержат сложную смесь из более двухсот компонентов, среди которых немало канцерогенов. Вредные вещества поступают в воздух практически в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к наиболее опасным источникам загрязнения атмосферного воздуха.
Данная работа посвящена проблемам загрязнения воздуха выбросами автотранспорта и метеорологическим аспектам решения этой проблемы. В работе проанализировано состояние загрязнения воздуха выбросами автотранспорта в различных городах и рассмотрено два пути для снижения загрязнения воздуха: кратковременное снижение выбросов автотранспорта в периоды неблагоприятных метеорологических условий (НМУ) на основе краткосрочного прогноза загрязнения воздуха и реализация долгосрочных программ технических и организационных мероприятий по снижению выбросов автотранспорта.
В ряде случаев невозможно и экономически нерационально предусмотреть столь малый выброс вредных веществ в атмосферу, чтобы ни при каких условиях наземные концентрации примесей в воздухе не превышали бы предельно допустимые значения. Поэтому достижение гигиенических норм предусматривается при сравнительно часто встречающихся неблагоприятных метеорологических условиях, а при редких случаях возникновения аномально опасных ситуаций чистота воздуха обеспечивается за счет прогноза и регулирования выбросов. Зтим обуславливается большой экономический эффект прогнозирования загрязнения воздуха.
Под краткосрочным прогнозом в данной работе понимается прогноз уровня загрязнения воздуха с заблаговременностью до суток, который предполагает принятие мер по предотвращению повышения загрязнения воздуха. Под долгосрочным прогнозом загрязнения воздуха понимается прогноз расчетных концентраций примесей на перспективу 10-15 лет с учетом мероприятий по снижению выбросов автотранспорта.
В настоящее время мировой автомобильный парк превысил 600 млн. единиц, из которых 83 - 85% приходится на легковые автомоби-
ли. По прогнозам, к 2010 году он достигнет 1 млрд. единиц / 89,108/.
Мировой ежегодный выброс вредных веществ от автомобилей составляет 50 млн.т. углеводородов, 200 млн.т, оксида углерода и 20 млн.т. оксидов азота.
Во многих городах России выбросы автотранспорта преобладают над выбросами стационарных источников. Такт например, в Москве в 1995 году автотранспортом было выброшено 586 тыс.тонн вредных веществ, что составляет 66% от суммарных выбросов вредных веществ. К крупным городам с определяющим вкладом выбросов автотранспорта относятся в первую очередь: Санкт-Петербург, Тюмень, Екатеринбург, Оренбург. Особо следует сказать о курортных городах, таких как Сочи, Туапсе, Кисловодск, где автотранспорт является основным источником загрязнения воздуха. Выбросы автотранспорта в этих городах составляют от суммарных выбросов 92%, 85%, 77% соответственно /33/.
В нашей стране гигиеническими нормативами допустимого содержания в атмосфере вредных веществ являются предельно допустимые концентрации (ПДК). По определению, данному в / 63 /: «ПДК -это такие концентрации, которые не оказывают на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают его работоспособности, самочувствия, а также санитарно-бытовых условий жизни людей». При оценке состояния загрязнения воздуха средние концентрации примеси за месяц (год) сравниваются с ПДКс.с. длительного действия, концентрация, осредненная за 20 мин., сравнивается с максимальными разовыми ПДКм.р. Минздравом разработаны и утверждены ПДК для населенных мест на несколько сотен веществ, в нашей стране действуют ПДК для растений.
Во многих городах мира концентрации вредных веществ в в озду-хе, создаваемые выбросами автотранспорта, превышают стандарты качества атмосферного воздуха.
Во многих городах нашей страны уровень загрязнения воздуха превышает нормативы предельно допустимых концентраций. В связи с этим проблема снижения негативного воздействия автотранспорта на здоровье людей, воздушный и водный бассейны, растительный и животный мир, почвы весьма актуальна.
Уровень загрязнения воздуха вредными примесями зависит не только от количества выбросов вредных веществ, но и в большей степени от условий рассеивания примесей в атмосфере. При определенных метеорологических условиях концентрации примесей в возду-
хе увеличиваются и могут достигать опасных значений.
Кратковременное сокращение выбросов в периоды увеличения загрязнения воздуха может существенно улучшить состояние воздушного бассейна. Вопросы регулирования выбросов и прогноза загрязнения атмосферы тесно связаны между собой.
Существующий уровень техники в нашей стране не позволяет обеспечить нужную очистку выбросов, поэтому, естественно, возникает вопрос о возможности уменьшения выбросов хотя бы в сравнительно короткие периоды времени, когда образуется неблагоприятная метеорологическая обстановка, при которой может создаваться опасное загрязнение воздуха. Разработка краткосрочного прогноза загрязнения воздуха в настоящее время является актуальной задачей.
Полное решение проблемы уменьшения загрязнения воздуха автотранспортом зависит, в первую очередь, от технических мероприятий, касающихся повышения экологичности каждого автомобиля и уменьшения токсичности автомобильных выбросов. Это - долгосрочная программа, требующая больших материальных затрат и времени. Определить целесообразность и достаточность тех или иных технических и организационных мероприятий по снижению выбросов автотранспорта позволяет долгосрочный прогноз загрязнения воздуха с учетом информации о существующих уровнях загрязнения воздуха в городах и мероприятий по снижению выбросов автотранспорта.
Цель и задачи исследования
Целью работы является исследование влияния метеорологических факторов на уровень загрязнения воздуха выбросами автотранспорта; разработка краткосрочного прогноза загрязнения воздуха по городу в целом и вблизи отдельных магистралей, а также оценка возможных изменений уровня загрязнения воздуха с учетом мероприятий по снижению выбросов автотранспорта.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- уточнить на основе теоретических и экспериментальных исследований метеорологические условия, способствующие повышению загрязнения воздуха автотранспортом;
- обосновать возможность и выполнить разработки схем статистического прогноза загрязнения воздуха автотранспортом;
- разработать способ прогноза загрязнения атмосферы, создаваемого отдельными автомагистралями и группами автомагистралей;
- провести анализ полей расчетных концентраций примесей в горо-
дах с различной интенсивностью движения транспорта;
- провести анализ эффективности мероприятий по снижению выбросов автотранспорта с целью достижения нормативов качества атмосферного воздуха;
- разработать на примере одного из городов долгосрочный прогноз загрязнения воздуха, создаваемого выбросами автотранспорта с учетом мероприятий по снижению выбросов.
Научная новизна работы
В диссертации получены следующие научные результаты:
- разработан метод прогноза загрязнения воздуха автотранспортом для отдельных автомагистралей городов;
- разработаны статистические схемы прогноза диоксида азота за счет выбросов автотранспорта по материалам наблюдений в Красноярске и С.-Петербурге;
- разработаны методические подходы прогнозирования загрязнения воздуха автотранспортом на перспективу с учетом планируемых мероприятий по снижению транспортной нагрузки на атмосферный воздух;
- разработана методика обследования состава, интенсивности и расчета выбросов автотранспортного потока (с более детальным разделением на 6 категорий автомобилей);
- с использованием данных о реальных выбросах автотранспорта проведены расчеты полей концентраций диоксида азота, оксида углерода, углеводородов, сажи и свинца в городах с различной интенсивностью движения;
- проведена оценка выбросов индивидуального транспорта (на примере Санкт-Петербурга), которые в настоящее время не учитываются в статистической отчетности. Показано, что при учете выбросов индивидуального транспорта автомобильные выбросы оксида углерода, диоксида азота, углеводородов увеличиваются в 1,5 - 2 раза.
Практическая ценность и реализация результатов работы Результаты работы использовались для оперативного краткосрочного прогноза загрязнения воздуха диоксидом азота в С.Петербурге.
Для г.г. Братск, Псков, Элиста, С.-Петербург, Гатчина были проведены расчеты выбросов и полей концентраций примесей, создаваемых автотранспортом, которые послужили обоснование для разработ-
ки комплекса мер по борьбе с загрязнением воздуха автотранспортом и оценки их эффективности.
Разработанная с участием автора диссертации методология прогноза загрязнения воздуха на период реализации мер по борьбе с загрязнением воздуха автотранспортом использовалась при разработке сводных томов «Охрана атмосферы и нормативы ПДВ» для городов: Воронеж, Астрахань, Элиста, Санкт-Петербург и др.
Данные, полученные диссертантом, использовались С.-Петербургской Государственной автоинспекцией для регулирования транспортных потоков города.
Метод прогноза загрязнения воздуха для отдельных автомагистралей включен в проект "Методических указаний по прогнозу загрязнения воздуха с заблаговременностью до 3-х дней в городе, в районе отдельных источников выбросов вредных веществ в атмосферу и автотрасс ".
Апробация работы
Основные результаты диссертации докладывались на международной конференции "Экомобиль-92" (Сочи 1992 г.), на Всероссийской научно-методической конференции "Актуальные вопросы оценки загрязнения воздушного бассейна городов и регионов выбросами предприятий промышленности и транспорта расчетными методами и по данным измерений" (С.-Петербург, 1994 г.), научно-производственной конференции "Актуальные вопросы оценки загрязнения и обеспечения чистоты воздушного бассейна городов и регионов при авариях на химически опасных объектах и неблагоприятных метеорологических условиях" (С.-Петербург, 1995 г.), на ряде семинаров отдела исследований атмосферной диффузии и загрязнения воздушного бассейна ГГО им.А.И.Воейкова, на конференциях молодых ученых и специалистов ГГО им.А.И.Воейкова.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 5 работ.
Структура и объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, приложения.
Объем диссертации составляет: 157 страниц машинописного текста, включая 34 страницы приложений, 28 рисунков, 30 таблиц.
7
ГЛАВА 1. ОБЗОР РАБОТ ПО АНАЛИЗУ И ПРОГНОЗУ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА АВТОТРАНСПОРТОМ
1.1. Анализ современного состояния загрязнения воздуха автотранспортом и мероприятия по снижению выбросов
Прежде чем перейти к вопросам определения неблагоприятных метеорологических условий для выбросов автотранспорта и разработке схем прогноза загрязнения воздуха, автор считает целесообразным провести анализ современного состояния загрязнения воздуха автотранспортом в городах России и за рубежом, а также состава автомобильных выбросов. Легковой автомобиль стал одним из необходимых атрибутов повседневной жизни людей в развитых странах. В 90-е годы в мире насчитывалось свыше 600 млн, автомобилей, по прогнозам к 2010 г. их число может достигнуть 1 млрд. /89/. Более 1/3 автомобильного парка сосредоточено в Западной Европе и Северной Америке. При росте населения за последние годы в 4-х развитых странах - Германии, Швейцарии, США и Франции в 2 раза парк автомобилей возрос в 4 раза. Доля городских передвижений на общественном транспорте для большинства городов составляет 15 - 20%. В западноевропейских странах на 1000 жителей приходится в среднем 322 легковых автомобиля, в США - 540, Венгрии -168 / 87, 93 /. В 1990 г. японский автомобильный парк насчитывал 58 млн. автомобилей (т.е. 1 автомобиль на 2 человека) / 97 /. В развивающихся странах владение легковыми автомобилями на душу населения значительно отстает от развитых стран (в 1985 г. оно составило 5%) /108 /. Однако следует отметить в последние годы рост автомобильного парка бывших соц.стран и развивающихся стран за счет импорта устаревших автомобилей с «грязными» двигателями/11 /.
Автопарк личного транспорта Москвы в 1990 г. составил 850 тыс. единиц. Отмечается также / 40 /, что ежедневно через Москву проезжает 120 тыс. иногородних автомобилей.
В общем валовом выбросе вредных веществ в атмосферу в странах ЕЭС на долю автотранспорта приходится до 70% выбросов оксида углерода, до 50% выбросов оксидов азота (во Франции и ФРГ до 60 - 70%) и до 45% выбросов углеводородов. Почти 90% выбросов свинца падает на долю автотранспорта в странах ЕЭС. В ФРГ выброс свинца составляет 3 тыс. тонн в год. В ФРГ на долю выбросов автотранспорта приходится 59,2% оксида углерода, 57,3% оксидов азота, 76,8% углеводородов, 10,7% пыли и 3,6% диоксида серы от валовых
выбросов в атмосферу всеми видами транспортных средств. В Италии вклад автотранспорта в загрязнение атмосферы также преобладает и составляет: по оксидам азота - 61,4%, оксиду углерода - 90т9% углеводородам - 76,9% / 77, 92, 115/.
В Российской Федерации по данным ежегодных обзоров / 33 / в 1995 г. выбросы автотранспорта составили 62% от суммарных выбросов вредных веществ (67% по оксиду углерода, 32% по диоксиду азота, 34% по углеводородам).
Преобладание выбросов автотранспорта является особенностью крупных городов, где проживает большинство населения. В таблице 1.1 показан вклад выбросов автотранспорта оксида углерода, углеводородов и диоксида азота от суммарных выбросов каждого вещества для некоторых крупных городов мира.
Во многих городах мира концентрации диоксида азота и оксида углерода, основных веществ присутствующих в выбросах автотранспорта, превышают стандарты качества атмосферного воздуха. Для сравнения уровней загрязнения воздуха в городах бывшего СССР и других стран на рис.1.1 и 1.2 приведены средние концентрации оксида углерода и диоксида азота. В-Сантьяго, Париже загрязнение воздуха оксидом углерода было выше, чем в Санкт-Петербурге, Москве, Тбилиси. Наиболее высокие уровни среднегодовых концентраций диоксида азота характерны для Москвы, Одессы, Ташкента. Максимальные разовые концентрации, которые отмечались во многих городах мира на крупных автомагистралях в часы "пик" в 10 - 15 раз превышают среднегодовые концентрации.
Таблица 1.1
Вклад выбросов автотранспорта в суммарные выбросы (%) каждого из веществ в крупных городах мира
Москва 96 64 -if:-: j [T tA'^t 14 Lil-: :'^Э ОД^Ь" 1 -jj -'Л;LIIJ\\f |-\дJ-1^т**'¦ •XJj.SJу Т \jt'-' 33
Санкт-Петербург 88 79 32
Мадрид 95 90 35
Стокгольм 99 93 53
Токио 99 95 33
Торонто 98 69 19
Лос-Анджелес 98 66 72
Нью-Йорк 97 63 31
По данным ежегодных обзоров о выбросах вредных веществ во многих городах России выбросы автотранспорта преобладают над выбросами от промышленных источников причем, в 12 городах выбросы автотранспорта превышают 100 тыс.т./год / 33 /. Наибольшие выбросы от автотранспорта в 1995 г. были отмечены в городах Москве, Тюмени, Перми, Хабаровске и др. В таблице 1.2 приводятся города с выбросами автотранспорта выше 100 тыс.т./год и вкладом автотранспорта более 50% в валовые выбросы.
Таблица 1.2
Список городов Российской Федерации
с выбросами автотранспорта более 100 тыс.т./год,
преобладающим вкладом в суммарные выбросы
№ Город Всего В1 гом числе вклада
п/п СО NO2 СхНу
1. Москва 586,3 460,3 28,4 97,5 66
2. Тюмень 246,6 200,1 11,2 35,3 90
3. Пермь 148,3 119,1 8,8 20,4 58
4. Хабаровск 116,6 94,6 6,8 15,2 56
5. Нефтеюганск 110,9 87,9 6,4 16,6 96
6. Екатеринбург 107,4 84,1 6,1 17,2 70
7. Санкт-Петербург 102,0 78,2 7,8 16,0 45
8. Воронеж 101,9 80,5 7,2 14,2 60
Повышенное загрязнение воздуха выбросами автотранспорта характерно для городов, как зарубежных, так и России, причем уровни содержания токсичных веществ в городском воздухе соизмеримы. Основными причинами такой соизмеримости (при значительно меньшем автопарке в нашей стране) являются крайне низкое техническое состояние наших автомобилей и некачественное топливо.
В настоящее время отсутствуют точные количественные оценки ущерба, наносимого выбросами автотранспорта окружающей среде и народному хозяйству, однако значительная доля ущерба (до 80%) связывается с заболеваниями населения. По данным американских ученых, при эпидемиях гриппа количество заболеваний в городах с повышенным уровнем загрязнения диоксидом азота и оксидом углерода в 10 раз больше, чем в городах, где экологическая обстановка благополучная / 88 /.
ю
Значительный ущерб здоровью людей наносят выбросы свинца и его соединений, содержащихся в автомобильном топливе.
Исследования, проведенные в городах Японии /113 / и Каире /98/, показали, что концентрации свинца в крови дорожных полицейских и водителей были в 2 - 2,5 раза выше, чем у сельских жителей. Уровни свинца не коррелируют с возрастом, сроком службы. Говорится о том, что такие уровни свинца в крови у дорожных полицейских могут рассматриваться, как приемлемые для данной профессии.
Выбросы от автотранспорта являются одной из причин повреждения и гибели лесов в некоторых странах Европы. В целом в Альпах вследствие загрязнения воздушного бассейна повреждено более 80% лесов / 92 /.
Наиболее широкие исследования ведутся по оценке негативного воздействия свинца, обладающего способностью накапливаться в растениях, в том числе и сельскохозяйственных культурах.
Установлено, что уровень содержания свинца в растениях превышает ПДК уже при интенсивности движения транспорта свыше 2500 -3000 машин в сутки./114/
По оценкам немецких специалистов, ежегодный ущерб окружающей среде, обусловленный задержками транспорта на перекрестках {когда происходит наибольшее выделение выхлопных газов) в городах ФРГ составляет около 150 млрд.марок. / 92 / Для 39 городов США в 1990 г. эти издержки оценены в 41 млн.долларов, в для Лондона в 10 млн. ф.ст. /116,117/.
Поэтому во всем мире на первый план вынесена проблема снижения негативного воздействия автотранспорта на здоровье людей, воздушный и водный бассейны, растительный и животный мир.
Для этого, прежде всего, необходимо выяснить какие вредные вещества присутствуют в выхлопных газах автомобилей и в каком количестве.
Состав отработавших газов (ОГ) зависит от типа автомобиля и потребляемого топлива. В зависимости от структуры автомобильного парка меняется структура вклада выбросов автотранспорта в загрязнение атмосферы в разных странах. В общем парке транспортных средств Западной Европы и Северной Америки большую часть составляют легковые автомобили. В Восточной Европе преобладает грузовой транспорт. Грузовой автопарк в большинстве стран состоит из дизельных
и
100
80
70
60
I
v 10
Ш
'%
¦+¦
-н
-н
I I
-н
¦+¦
-+¦
-н
-I-
¦+¦
-н
1 2 J 4 S 6 T 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1» 20 21
Рис. 1.1. Средние за 1989 г. концентрации диоксида азота в городах разных стран: 1 - Бомбей, 2 - Мадрид, 3 - Минск/4 - Нью-Дейли, 5 - Стокгольм, 6 - Самара, 7 - Сингапур, 8 - Мельбурн, 9 - Лиссабон, 10 - Амстердам, 11 - Монреаль, 12 - Алма-Ата, 13 - Антверпен, 14 - Санкт-Петербург, 15 - Новосибирск, 16 -Вена, 17 - Тбилиси, 18 - Сан-Паулу, 19 - Москва, 20 - Одесса, 21 - Ташкент. ПДКс.с. для России 0,04 мг/куб.м.
12
В.00
7.00
6.00
f
5.00
4.00
3.00
2.00 ¦
1.00
0.00
1*
I
4
Ш
1
Ш
I
m
|
I
Ш
i
I
I
1
I
i
I
I
10 11 12 13 14 15 16
Рис. 1.2. Средние за 1985 - 1989 г. концентрации оксида углерода в городах разных стран: 1 - Амстердам, 2 - Лондон, 3 - Новосибирск, 4 - Цюрих, 5 - Ванкувер, 6 - Монреаль, 7 - Москва, 8 -Санкт-Петербург, 9 - Женева, 10 - Харьков, 11 - Тбилиси, 12 -Осло, 13 - Мадрид, 14 - Ереван, 15 - Сантьяго, 16 - Париж. ПДКс.с. для России 3 мг/куб.м.
13
автомобилей. В странах Восточной Европы {в том числе и нашей) довольно велико количество автомобилей, работающих на бензине, то же можно сказать про США.
Парк легковых автомобилей оснащен в основном двигателями с искровым зажиганием, работающими на бензине. В некоторых странах создано относительно большое количество автомобилей работающих на газе. В России в последнее время наблюдается тенденция перевода легкового и грузового транспорта на газовое топливо. В Западной Европе нашли большое применение легковые автомобили с дизельными двигателями, и их популярность растет /19 /.
Принцип работы двигателей внутреннего сгорания карбюраторных и дизельных - различный, поэтому составы отработавших газов также различны. /35, 36, 71 /
На рис.1.3 представлены пробеговые выбросы для дизельного двигателя с рабочим объемом 6,2 л. Для сравнения приведены данные для карбюраторного двигателя с использованием и без использования катализатора. Дизельные двигатели принято считать более экологичными. Однако, дизельные двигатели отличаются повышенными выбросами сажи, образующейся вследствие перегрузки и плохой регулировки двигателей и системы подачи топлива. Сажа насыщена канцерогенными углеводородами и микроэлементами, которые очень вредны для здоровья человека /29 /.
К основным загрязняющим компонентам в отработавших газах (ОГ) автомобилей относятся: оксид углерода (СО), углеводороды (СХНУ), оксиды азота (NOX) и сажевый аэрозоль (рис. 1.3а).
На рис. 1.36 показан выброс малых составляющих в ОГ автомобилей. К ним относятся: диоксид серы (SO2), аммиак (NH3), альдегиды, циановодород (HCN), ароматические углеводороды.
Как видно из рис.1.36 выброс малых составляющих от автомобилей, работающих на бензине, превосходит выброс от автомобилей, работающих на дизельном топливе. Исключение составляет выброс диоксида серы.
Для автомобилей, работающих на этилированных сортах бензина, характерно присутствие в ОГ соединений свинца.
30 мая 1984 г. было юридически закреплено решение ЕЭК ООН, по которому все новые модели автомобилей должны эксплуатироваться с 1986 г. на бензинах без свинца / 68 /.
Информация об удельных выбросах единичного автомобиля с
14
различными типами двигателей необходима для разработки мероприятий по снижению выбросов, тех либо иных веществ. Если в городе или в районе магистралей наблюдается повышенное содержание сажи в воздухе, мероприятия по снижению выбросов должны, в первую очередь, касаться дизельных автомобилей. Как видно из рис.1.За оснащение бензиновых двигателей катализаторами значительно уменьшает пробеговый выброс углеводородов и оксидов азота. Следовательно, в городах с большими уровнями загрязнения воздуха этими веществами, как одну из мер снижения выбросов автотранспорта, можно предложить - оснащение катализаторами карбюраторных автомобилей.
Надо отметить, что в зависимости от режима работы двигателя и температуры окружающей среды концентрации загрязняющих веществ в отработавших газах меняются.
Таблица 1.3
Концентрация веществ в зависимости от режима работы карбюраторного двигателя
ШШШЯШШшШШШШШЯШм :ШШЬШШё;мр ilfflpffii
холостой ход принудительный холостой ход средние нагрузки полные нагрузки 2-6 8- 12 0,8-1,5 0,7 - 0,8 4-12 2-4 0-1 2-4 2,5-4,0 4-8
Наибольшее количество вредных примесей в отработавших газах содержится при режимах холостого хода и полных нагрузок (табл. 1.3) /13,41/.
Известно, что в городских условиях двигатель автомобиля не может работать на каком-то одном режиме. Учет количественных различий в содержании токсических компонент в выхлопных газах при различных режимах работы автомобильных двигателей имеет особое значение при эксплуатации автомобилей в городе.
Уменьшению загрязнения воздуха выбросами автотранспорта способствует правильная организация движения транспорта на улицах городов. Например, при безостановочном проезде («зеленая волна», развязка на разных уровнях) выбросы оксида углерода и углевод оро-
15
дов на перекрестках снижаются в несколько раз (табл. 1.3).
Из рис.1.4 видно, что наибольшее количество выбросов оксида углерода и углеводородов поступает в атмосферу при малых скоростях движения автомобиля. При достижении скорости 40 км/час выбросы углеводородов практически не меняются. Выбросы оксида углерода постепенно понижаются с увеличением скорости движения. Минимальное количество окислов азота автомобиль выбрасывает при скорости 60 - 70 км/час / 41 /.
Наименьшее количество оксида углерода, углеводородов и окислов азота выбрасывается автомобилями при температуре окружающей среды 20°С. С увеличением температуры усиливаются процессы испарения топлива, что приводит к увеличению концентрации вредных веществ в ОГ автомобиля (рис.1.5). При уменьшении температуры окружающей среды увеличивается время прогрева двигателя, что приводит к увеличению концентраций вредных веществ в ОГ автомобиля (табл. 1.3).
Количество автомобилей год от года растет, следовательно для уменьшения выбросов всего парка автомобилей следует уменьшить выбросы каждого автомобиля. Снижение выбросов от автотранспорта обусловлено, в первую очередь, улучшением конструкции двигателей и ужесточением допустимых норм содержания вредных веществ в ОГ. На рис.1.6 представлена тенденция уменьшения пороговых выбросов для парка автомобилей США с 1970 г. и в перспективе до 2020 г., аналогичные данные для бывшего СССР представлены на рис.1.7 / 68, 70,83/.
В западных странах с развитым автомобилестроением накоплен определенный опыт решения проблем, связанных с уменьшением загрязнения атмосферного воздуха автотранспортом /68,83,84,86,110,112/.
Все мероприятия можно разделить на 3 основные группы. Мероприятия первой группы касаются технических вопросов развития автомобилестроения в стране:
- совершенствование существующих двигателей (улучшение системы зажигания, в том числе оснащение бесконтактными системами зажигания);
- изменение процессов подачи топлива в цилиндры двигателей, в том числе применение электронного впрыскивания топлива;
- обеспечение рециркуляции отработавших газов, а также установка микропроцессорных систем управления двигателями;
16
Рис..1 ".За. Выбросы основных составляющих загрязняющих веществ для разных типов двигателя
1 - бензиновый без катализатора
2 - бензиновый с катализатором 3-дизельный
|
